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九上 科学第三章 3.4简单机械-滑轮与滑轮组
考点一、滑轮的分类与作用
例1、为便于研究,某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦,下列有关分析正确的是( )
A.两个滑轮在装置中起的作用相同
B.拉力向下移动的速度与配重上升的速度大小相等
C.沿方向1与2匀速拉动配重提升相同高度,拉力所做的功相等
D.用该装置提升更重的物体,机械效率不变
变式3、现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”,将自由往下降落称为“收”,将整个滑轮称为“绳制”(图1)。现分别用甲、乙两个力替代“收”(图2),使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.使用这个滑轮能省力
B.甲拉力大小等于乙拉力大小
C.甲拉力做的功大于乙拉力做的功
D.甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
典例2:(2022·浙江舟山·九年级期末)物体A在大小为2N的水平拉力F的作用下,以0.2米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动,如图所示。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的自重及滑轮与绳之间的摩擦,则下列说法中正确的是( )
A.此滑轮是定滑轮 B.拉力F做功的功率为0.4瓦
C.使用此滑轮可以改变力的方向 D.物体A受到地面的摩擦力是4N
变式1:(2022·浙江杭州·九年级期末)为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如下两种方式拉升重物,下面关于探究的做法和认识正确的是 ( )
A.用动滑轮提升重物上升h高度,测力计也上升h高度
B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少
C.动滑轮实验中测力计的读数等于物体与滑轮总重的一半
D.若用定滑轮拉重物,当拉力竖直向下时最省力
变式2:(2022·浙江杭州)如图所示,用10N的力F竖直向上拉动滑轮,物体A以0.2m/s的速度匀速上升2m,滑轮的效率为80%,不考虑摩擦绳重,下列说法正确的是( )
A. 拉力做的有用功为8J
B.拉力F的功率为4W
B. A的重力为5N
D.滑轮重力为4N
变式3:(2022·浙江松阳县一模)如图所示,用10N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的物体A以0.4m/s的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测力计的示数为3N。下列说法正确的是(不计滑轮、弹簧测力计、绳重及滑轮摩擦)( )
A.地面对A的摩擦力为3N
B.绳子拉物体A的功率为2W
C.物体B受到的摩擦力为3N,方向水平向左
D.在运动过程中若将拉力F增大到12N,弹簧测力计的示数也增大
考点三、滑轮组
典例1:(2022·浙江绍兴·九年级期末)如图所示,一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口,所用时间为15s,已知井深15m,物体重G= 7000N,汽车重G车= 30000N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2500N。若不计绳与滑轮及滑轮与轴间的摩擦,求:
(1)汽车匀速前进的距离;
(2)动滑轮重力;
(3)将物体从井底拉至井口的过程中,滑轮组对重物所做的功;
(4)汽车拉绳子时的拉力F的功率。
变式1:(2022·浙江天台实验中学九年级开学考试)图甲的滑轮组提升重200N的物体,已知拉力F为80N,不计绳重和摩擦。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图线是___________(选填“A”或“B”),动滑轮重为___________N,3s 内对物体做的有用功为___________J。
(变式1)(变式2)
变式2:(2022·浙江)如图所示,,,此时物体A相对于地面静止,物体B以的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮转轴处的摩擦)。下列说法错误的是( )
A.F2的功率为 B.弹簧测力计读数为
C.物体A和地面之间有摩擦力D.如果增大F2,物体A可能向左运动
变式3:如图所示,用10N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦,则下列说法中正确有( )
A.B受到的摩擦力为3N,方向水平向左
B.滑轮移动的速度为0.2m/s
C.绳子拉物体A的功率为2W
D.在运动过程中若将拉力F增大到12N,弹簧测力计的示数仍为3N
例2:区分滑轮组中F和G的关系(以下滑轮组中不计滑轮重、不绳重及摩擦)
F= G F= G F= G F= G
变式1.如右上图所示,用滑轮装置将A、B两个物体悬挂,如果不计滑轮质量、绳重和摩擦,要使整个装置达到平衡,则GA=